Vật lý CƠ HỌC CHẤT LƯỢNG

176 Chƣơng 6 CƠ HỌC CHẤT LƢU N i dung chƣơng 6 1 Các khái niệm v i l ợng ản v chất l u 6 2 Ph ng trình li n tục 6 3 Ph ng trình ernoulli 6 4 Tĩnh học chất l u 6 5 Tóm tắt nội dung 6 6 Câu hỏi lý thuy.

Chƣơng CƠ HỌC CHẤT LƢU N i dung chƣơng 6.1 Các khái niệm v i l ợng 6.2 Ph ng trình li n tục 6.3 Ph ng trình ernoulli ản v chất l u 6.4 Tĩnh học chất l u 6.5 Tóm tắt nội dung 6.6 Câu hỏi lý thuy t tập Mục ti u chƣơng Sau họ xong h - Chất l u l t ởng, ợ ph - Thi t lập - Ứng dụng ph - ặ ng n y, sinh vi n hi u nắm i m nó, khái niệm ng trình li n tụ v ph ợc vấn sau: ờng dịng ống dịng ng trình ernoulli ng trình ernoulli, thi t lập công thức Toricelli m ti l gì? N u ấu t o nêu nguyên lý ho t ộng ch hịa khí - Vi t ph ng trình ản củ tĩnh học chất l u - Phát bi u ịnh luật Pascal ứng dụng - Giải ợc tập ản h ng 6.1 C C KH I NIỆM VÀ ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN VỀ CHẤT LƢU Chất lƣu Chất l u l chất có th “chảy” ợc, bao gồm chất lỏng chất khí Chất l u khơng ó hình d ng ịnh Khi chuy n ộng, chất lỏng phân thành lớp, lớp có lự t ng tác, gọi lực nội ma sát hay lực nhớt Chính lực làm cho vận tốc lớp không Đ t hx n giản, nghiên cứu v chất l u, t giả sử ho n to n khơng n n ịnh) khơng có lực nhớt (khơng có nội ma sát) Chất l u nh th ợc (có th ợc gọi 176 chất lưu l tưởng; trái l i chất lưu thực Nghiên cứu chất l u thực khó khăn, th ta nghiên cứu v chất l u l t ởng, suy rộng cho chất l u thực Trong ph m vi gần úng ho ph p, áp dụng qui luật rút r ối với chất l u l t ởng ng ợc cho chất l u thực Trong phạm vi giáo trình nghiên cứu chất lưu lí tưởng Đƣờng dòng, ống dòng Đ dễ dàng nghiên cứu bi u diễn chuy n ộng chất l u cách trực qu n, ng ời t r kh i niệm v • Đƣờng dịng: ờng mà ti p n với t i i m trùng với v phần tử chất l u t i ờng dòng ống dòng: t vận tốc i m ó Nói ờng dịng h nh l q i h kh , o phần tử chất l u • Ống dịng: Tập hợp ờng dịng tựa ờng cong kín t o thành ống dòng Khi chất l u huy n ộng ống no ó ống ó l ống dòng N u ản thân ờng dịng khơng th y ổi theo thời gian, ta nói dịng chảy chất l u l dừng Trái l i dịng khơng dừng Trong giáo trình ta nghiên cứu dòng dừng Khối lƣợng riêng áp suất Ta bi t, vật rắn có hình d ng, k h th ớc khối l ợng x th nói ịnh, nên ta có n khối l ợng lực tác dụng lên vật rắn ó (v dụ: vật có khối l ợng m = 2kg, chịu tác dụng lự F = 10N) Nh ng nghi n ứu v chất l u – mơi tr ờng liên tục, khơng có hình d ng ịnh – t th ờng qu n t m i m n y s ng i m khác chất l u h n l nói riêng biệt n o ó Vì th , t dùng (h n l dùng n th y ổi tính chất từ n tính chất “phần tử” i l ợng: khối lượng riêng áp suất mô tả i l ợng: khối l ợng lực) a) Khối lượng riêng: Khối l ợng riêng t i i m M chất l u ợ ịnh nghiã là: 177  dM dV ó: dV y u tố th t h (6.1) o qu nh i m M; dm khối l ợng chất l u hứa y u tố th tích dV Khối l ợng ri ng theo ịnh nghĩ (6.1) òn chất l u t i i m M N u chất l u l ợc gọi mật ộ khối l ợng ồng v khơng n n ợ ρ = onst Khi ó t có:  M V (6.2) với m V khối l ợng th tích l ợng chất l u x Trong hệ SI, khối l ợng ri ng ó n vị kg/m3 b) Áp suất: áp suất chất l u g y r t i i m M chất l u  ó: dF l ịnh nghĩ l : (6.3) dụng theo h ớng vng góc vào diện t h dS ặt t i M N u áp suất suất t i i m diện t h S với F áp lực mà chất l u t ợ dF dS p lực mà chất l u t  ịnh u nh nh u thì: F S (6.4) dụng theo h ớng vng góc vào diện tích S Bảng 6.1: Hệ số chuy n đổi đơn vị áp suất Áp suất theo ịnh nghĩ (6.3) v (6.4) l i l ợng vô h ớng, hệ SI, n vị áp suất niutơn m t vng (N/m2) hay paxcan (Pa) Ngồi ta cịn có 178 n vị o p suất kh nh : tmotphe ( t atm), milimet thủy ng n (mmHg), torr, … Bảng 6.1 cho bi t hệ số chuy n ổi giữ n vị o p suất 6.2 PHƢƠNG TRÌNH LI N TỤC Xét chất l u l t ởng, chuy n ộng ống dòng Gọi v1 v2 vận tốc chảy chất l u t i hai ti t diện S1 S2 ống dịng T ó l ợng chất l u ã hảy qua ti t iện S1, S2 thời gian dt là: dm1 = ρ dV1 = ρ S1 v1 dt dm2 = ρ dV2 = ρ S2 v2 dt Do tính khơng chịu nén tính liên tục nên thời gi n dt, l ợng chất l u ã chuy n qua ti t diện S1 S2 l nh nh u Suy dm1 = dm2 Vậy: S1 v1 = S2 v2 hay Sv = const Ph ng trình (6.5) ợc gọi l ph (6.5) ng trình li n t ục chất l u (6.5) hứng tỏ vận tốc chảy chất l u tỉ lệ nghịch với ti t diện ống dịng §6.3 PHƢƠNG TRÌNH BERNOULLI Thiết lập phƣơng tr nh Xét khối chất l u ất kỳ ABCD chứa o n ống dòng giới h n ti t diện S1 S2 Gọi v1 v2 vận tốc chảy chất l u t i ti t diện ó S u thời gian dt, khối chất l u n y huy n tới vị trí ’ ’C’ ’ T ó: Độ bi n thi n ộng khối chất l u s u thời gian dt là: ∆W = W’ – W = (W’ (2) + W’ (3) ) – (W (1) + W (2) ) = W’ (3) – W (1) 179 Nghĩ l ộ bi n thi n ộng toàn khối hiệu ộng hai khối nhỏ (1) (3) Mà từ ph ng trình li n tục (6.5) ta suy ra: khối l ợng m th tích V hai khối (1) (3) m = ρ V Suy Wd   v2  v12 2 mv2  mv1  V (  ) 2 2 (6.6) Mặt khác, ngo i lực tác dụng lên khối chất l u ó gồm có: trọng lực, áp lực t i hai ti t diện S1, S2 áp lực ống dịng xung quanh Cơng ngo i lực sinh thời gi n dt ợ t nh nh s u: + Công trọng lực: ta thấy toàn khối chất l u phần (2) không th y ổi v ng x t gồm có phần, ó ộ cao, cơng trọng lực cơng làm di chuy n phần (1) xuống vị trí khối (3) : A1 = mg(h1 – h2) = ρ Vg (h1 – h2 ) + Áp lực t i ti t iện S1 sinh ông d ng ẩy khối chất l u huy n ộng; áp lực ti t diện S2 sinh cơng cản o ó ơng áp lực t i hai ti t diện là: A2 = F1 s1 – F2 s2 = p1 S1 v1 dt – p2 S2 v2 dt = p1V – p2V = (p1 – p2)V + Áp lực ống dòng xung quanh ln vng góc với mặt bên ống dịng ng xét nên khơng sinh cơng o ó, tổng cơng ngo i lực tác dụng lên khối chất l u ang xét là: 180 A = A1 + A2 = ρ gV(h1 – h2) + (p1 – p2 )V (6.7) * Theo ịnh l V(  v22 ộng năng, t   v12 ó: ∆W = A K t hợp (6.6) (6.7), suy ra: )   gV(h1  h )  (p1  p ) V p1   gh1  Suy ra:  v12  p2   gh   v22 (6.8) p   gh  hay Ph ng trình (6.9) ợc gọi l ph  v2  const ng trình ernoulli Trong ó ba số h ng v trái u có thứ nguyên áp suất Số h ng p ợc gọi áp suất trắ (6.9) i , li n qu n ợc gọi áp suất tĩnh; số h ng ρgh n ộ cao so với mặt ất mặt bi n, mặt phẳng nằm ng ng n o ó l m mốc; số h ng li n qu n  v2 gọi áp suất ộng n vận tốc chất l u Vậy: tổng áp suất tĩnh, áp suất trắc địa áp suất động không thay đổi m chất lưu Hệ a) N u xét i m chất l u ùng nằm mặt phẳng ngang (h = const) áp suất trắ ị không th y ổi Từ (6.9) suy ra: p   v2  const (6.10) Tổng áp suất tĩnh áp suất động không thay đổi m thuộc mặt phẳng ngang chất lưu o ó n i n o ó dịng hảy m nh n i ó p suất tĩnh giảm v ng ợc l i b) N u chất l u khơng ó dịng hảy (v = 0) từ (6.9) ta có: p + ρgh = onst (6.11) l ph ng trình (6.11) ản củ tĩnh học chất l u T bàn luận (6.11) s u h n §6.4 181 Vài ứng dụng phƣơng tr nh Bernoulli a) Tính vận tốc chảy vịi – cơng thức Toricelli: Xét bình chứa chất lỏng có vịi thành bình Miệng vịi cách mặt thống chất lỏng bình o n h Gọi S1 diện tích mặt thống chất lỏng bình S2 ti t diện ngang miệng vòi Áp dụng ph p1   gh1   v12  p2   gh  ng trình Bernoulli, ta có:  v22 Vì p1 = p2 = po = áp suất khí quy n; h1 – h2 = h, nên  (v22  v12 )   gh Mà: S1 v1 = S2.v2; S1 >> S2 nên v1 SB > SC nên VA < VB < VC ó :  V B  ρ khối l ợng riêng củ n ớc Vậy áp suất ộng tăng dần từ Gọi P A , P B , P C áp suất tĩnh t i , , C Ph V C nC ng trình e nuli tr ờng hợp ống dòng nằm ngang PA  VA2  PB  VB2  PC  VC2 (6.14) Từ (6.14) ta suy P A > P B > P C áp suất tĩnh giảm dần từ (6.14) ống n C Ph ng trình ng ho thấy áp suất toàn phần (Áp suất tĩnh + áp suất ộng) t i i m u Hình 6.7a b) T i miệng C ống Pitô vận tốc củ n ớc không: VC = ó, từ (6.14) ta suy PB  VB2  PC (6.15) Trong ó PB   ghB  P0 , PC   ghC  P0 ,với P áp suất khí quy n, hB h C chi u cao cột n ớc t i B C Th y v o (6.15) t ợc VB  g  hC  hB   1m / s c) Áp dụng công thức củ học chất l u ho i m v ,t ợ ph ng trình sau 184 PA   VA2 V2  PB   B 2 PA   ghA  P0 ;P B   ghB  P0 S AVA  S BVB g  hA  hB   1m / s S A2  S B2 VB  S A Từ ó t rút r Nhận xét: k t VB h i ph pháp dùng ống Pitô (6.16) ng pháp nêu c) b) giống nh u, song ph n giản h n nhi u Ví dụ 2: Một m y phun n ợc cấu t o nh (hình 6.7b) Hỏi chi u cao h ống C (so với mặt chất lỏng) có th lớn máy ho t ộng kh l khơng n n ng ợc, n u chất ợc bỏ qua lực nội ma sát Hướng dẫn giải: P B vB áp suất vận tốc khơng khí t i phần B, P áp suất không khí mặt n ớc Độ cao lớn mà chất lỏng có th dâng ợc ống C P0  PB   ghmax Muốn ống ho t ộng (6.17) ợc chất lỏng phải d ng l n chi u cao h ống C phải thỏ mãn i u kiện h h  hmax  Áp dụng ph Hình 6.7b n phần B ống, nh hmax P0  PB g (6.18) ng trình e nuli ho huy n ộng chất lỏng 1 PA  VA2  PB  VB2 2 S AvA  S B vB (6.19) (6.20) 185 Pn   I (11.33) Khi nguồn ph t iện, phần l ợng nguồn cung cấp cho m ch ho t ộng- l ng n y l ó h; phần l ợng chuy n thành nhiệt làm nóng nguồn (do nguồn ó iện trở) – l ợng vơ ích Vậy, hiệu suất nguồn Pci  I  I 2r R H   Ptp I Rr ng Từ (11.34) suy hiệu suất nguồn (11.34) o iện trở m ch lớn h n iện trở nội nguồn Công suất cực đại nguồn điện Xét nguồn iện có suất iện ộng  , iện trở r, m h ngo i ó iện trở R Công suất nguồn ng h nh l PI R ông suất tiêu thụ m ch 2 R  r Áp dụng bất ẳng thức Cauchy ta có: R R 2 r    R  R  r  r , dấu “=” xảy R R = r o ó: P  Vậy: Pmax  2 4r 2 4r M t số tốn ví dụ Ví dụ 1:Một dòng iện xoay chi u ch y qua dây dẫn ó iện trở R = 6(Ω), s u thời gi n t = 24(s), iện l ợng qua dây dẫn q = 30(C) Tính nhiệt l ợng tỏa dây dẫn h i tr ờng hợp sau: a) Trong khoảng thời gi n t, ờng ộ dịng iện khơng ổi b) Trong khoảng thời gi n t, ờng ộ dòng iện giảm n tính dần tới khơng 362 Hướng dẫn giải a) W  RI 2t  R q 30 q2 q2 t  R  225( J ) ; I    1, 25( A) t t t 24 b) I  t  C , t  24s  I   24  C  C  24 t  0s  I  1,25( A)  C  1,25    0,052 24 I  0,052t  1,25( A) W   R(0,052t  1,25) dt  300( J ) Ví dụ 2: Một nguồn iện sứ iện ộng E iện trở r, m ch bi n trở R Chứng minh công suất iện tiêu thụ m h ngo i t giá trị cự i R = r Hình 11.20: Tính cơng suất tiêu thụ cực đại mạch Hướng dẫn giải Công suất tiêu thụ m ch ngoài: E  E  P  RI  R   Rr r    R  R  Mẫu số R r tổng hai số d R ng ó t h l r l số khơng ổi, nên theo bất r hay R = r R ẳng thức Cauchy, tổng ó ó gi trị cực ti u R  Vậy P =P max , R = r ( p m) v Pmax   E2 r r   E2 4r 363 11.8 MỘT SỐ PHƢƠNG PH P PH N GIẢI MẠCH ĐIỆN Phƣơng pháp biến đổi điện trở - Thay th - Bi n ổi s iện trở iện trở t m ch phức t p th nh s Chú ý: N u h i nút ng t ồm ht ng với chúng ng ng ợc nối với dây dẫn Ampe k ta chập h i nút ó l i N u h i nút n giản h n ợc nối với thông qua ợc nối với thông qua Vôn k tụ iện ta bỏ o n dây có chứa Vôn k tụ - Áp dụng ịnh luật Ohm 1.1 Mạch nối tiếp Rtñ  R1  R2   Rn U AB  U1  U   U n R1 A R2 Rn B I AB  I1  I   I n 1.2 Mạch song song R1 1 1     Rtñ R1 R2 Rn R2 A Ri U AB  U1  U   U n I AB  I1  I   I n B Rn Hình 11.21: Mạch điện trở mắc nối tiếp song song 364 1.3 M t số tốn ví dụ Ví dụ 1: Cho m h iện nh U AB  54V Tìm hình vẽ R1  36 , R2  12 , R3  20 , R4  30 , R2 ờng ộ dòng iện qua iện trở? A Hướng dẫn giải R3 / / R4 nên R34  B R3 R4 20.30   12 R3  R4 20  30 R34ntR2 nên R234  R2  R34  12  12  24 Ta có: D R1 A B R3 R2 D C Hình 11.22: Tính cường độ dịng điện qua điện trở U1 54   1,5 A R1 36 I 234  R4 R4 U1  U 234  U AB  54V I1  R3 R1 Ta vẽ l i m ch C U 234 54   2,25 A R234 24 Do R34 ntR2 nên I  I34  I 234  2,25 A U34  R34 I34  12  2,25  27V Do R3 / / R4 nên U3  U  U34  27V  I3  U 27   1,35 A R3 20  I4  U 27   0,9 A R4 30 Vậy I1  1,5 A , I  2,25 A , I3  1,35 A , I  0,9 A Ví dụ 2: Cho m h iện nh hình vẽ Bi t RA  ; R1  R3  30 ; R2  5 ; R4  15 ; U AB  90V T nh ờng ộ dòng iện qu iện trở Hướng dẫn giải 365 Do RA  nên VB  VD , chập B, D l i ta vẽ l i m h nh s u R34  R3.R4 30.15   10 R3  R4 30  15 R1 R2 R234  R2  R34   10  15 A B R4 Do R1 / / R234 nên D A R1 U1  U 234  U AB  90V  I1  R3 C A U1 90   3A R1 30 R2 U 90 I 234  234   6A R234 15 B, D R3 R4 Hình 11.23: Tính cường độ dịng điện qua điện trở R34ntR2 : I34  I 234  A U34  I34 R34  6.10  60V R3 / / R4 : U3  U  U34  60V I3  U 60   2A R3 30 T i nút D, ta có: I A  I3  I1    A Phƣơng pháp dòng điện phân nhánh - Áp dụng qui tắc Kirchhoff cho nút cho m ch kín Ví dụ: Cho m h iện nh hình vẽ 1  4V ; 2  1V , r1  r2  ; R1  10 ; R2  20 ; R3  30 ; C  1 F Tìm ờng ộ dịng iện qu iện trở Hướng dẫn giải: I  A RC   T i nút B: I3  I  I1 (a) T i hai vòng kín: 2  I3 R3  I R2  366  1  30I3  20I  (b) 1  I1R1  I R2  R3  4  10I1  20I  Từ ( ), ( ), ( ) t C (c) ợc: C 2 B I1  0,2 A , I  0,1A ; I3  0,1A R2 Chi u dòng iện qua R2 phải ổi l i từ B  D D R4 A R1 1 Hình 11.24: Tính cường độ dịng điện qua điện trở 11.9 T M TẮT NỘI DUNG Các khái niệ 1.1 Dòng điện + Khái niệm: - Dòng điện dịng chuy n dời có hướng hạt mang điện - Chiều dòng điện qui ước chiều chuy n dời có hướng hạt mang điện dương + Bản chất củ dòng iện: - Trong kim lo i: dòng iện dòng chuy n dời ó h ớng electron tự - Trong chất iện ph n: dòng iện dòng chuy n dời ó h ớng củ ion d ng v ion âm - Trong chất kh : dòng iện dịng chuy n dời ó h ớng củ ion d ng, ion m, electron tự - Trong chất bán dẫn: dịng iện dịng chuy n dời ó h ớng electron lỗ trống 1.2 Cƣờng đ dòng điện Định nghĩ : Cường độ dòng điện đại lượng vơ hướng có trị số điện lượng di chuy n qua tiết diện thẳng S vật dẫn đơn vị thời gian 367 i dq dt Điện l ợng q chuy n qua ti t diện ngang S thời gian t t q   idt N u ph ng, hi u, v ờng ộ dịng iện khơng ổi theo thời gi n dịng iện ợc gọi l dịng iện khơng ổi I n vị q t ờng ộ dòng iện: ampe (A) 1.3 Véc tơ mật đ dòng điện Định nghĩ : V t mật ộ dòng iện j t i i m M v t có: - Đi m ặt t i i m M - Chi u chi u chuy n ộng của h t tích iện d dSn , ng i qu phần tử diện tích i m M - Độ lớn ờng ộ dòng iện qua n vị diện t h ặt vng góc với h ớng ấy, tức là: j  dI / dSn - Đ n vị: Trong hệ SI, Định luật Oh n vị o mật ộ dòng iện A / m cho đoạn mạch đồng chất 2.1 Định luật ohm I R gọi l V1  V2 U  R R iện trở củ o n dây, V1, V2 lần l ợt l iện th h i ầu o n dây, U hiệu iện th h i ầu o n dây 2.2 Điện trở điện trở suất Điện trở R o n dây dẫn ồng tính ti t diện tỉ lệ nghịch với diện tích ti t diện vng góc S củ u tỉ lệ thuận với chi u dài l o n d y ó 368 R Trong ó hệ số  gọi l l S iện trở suất, phụ thuộc vào chất tr ng thái dây dẫn 2.3 Dạng vi phân định luật Ohm Bi u thứ ộ lớn: j   E Bi u thức d ng v t : j E Định luật Ohm cho mạch kín 3.1 Nguồn điện – Suất điện đ ng Suất iện ộng nguồn iện l n vị iện t h d i l ợng có giá trị công lực l làm dịch chuy n ng i vịng quanh m ch kín nguồn ó A*  q 3.2 Định luật Ohm cho mạch kín Cơng thứ ịnh luật Ohm cho m h iện kín (hay tồn m ch) có d ng: I N uRl  Rtm iện trở m h ngo i v r l I iện trở nội ( iện trở trong) nguồn thì:  Rr Trong tr ờng hợp m ch kín có nhi u nguồn mắc nối ti p I  i i Rr Định luật Ohm tổng quát 4.1 Công thức định luật Ohm tổng quát Công thứ ịnh luật Ohm tổng quát: 369 U AB  i   I i Ri i i Với qui nh s u: N u vi t U AB chi u i l từ n u gặp cự d n Tr n ờng i ó, ng nguồn tr ớc suất iện ộng nguồn ó lấy dấu d ng ợc l i lấy dấu âm; n u i ùng hi u dòng iện củ nh nh n o củ nh nh ó lấy dấu d ng, ờng ộ dòng iện ng, ng ợc l i lấy dấu âm Phƣơng tr nh li n tục Ph ng trình li n tục: div j     hay div j  0 t t Trong tr ờng hợp dịng iện khơng ổi div j  Các quy tắc Kirchhoff 6.1 Qui tắc (về nút) T i nút m h iện, tổng ộ ờng ộ dòng iện i v o nút ằng tổng ờng dòng iện từ nút i r I vào  I Định luật hệ củ ịnh luật bảo toàn t i nút 6.2 Qui tắc (về vịng kín) Trong vịng kín, tổng i số suất iện ộng v ộ giảm th tr n iện trở không     I R 0 i i Muốn vi t ph i i i ng trình ho vịng kín cụ th , ta phải chọn cho vịng kín chi u thuận ( chi u kim ồng hồ hoặ ng ợc chi u kim ồng hồ) òng iện I i mang dấu (+) n u chi u với chi u thuận mang dấu (-) tr ờng hợp ng ợc l i Suất iện ộng  i mang dấu (-) n u chi u thuận i v o ự d m, i r từ cực ng nguồn mang dấu (+) tr ờng hợp ng ợc l i 370 Định luật Joule-Lenz, công cơng suất dịng điện 7.1 Định luật Joule – Lenz Nhiệt lượng tỏa đoạn mạch tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dịng điện, với điện trở đoạn mạch thời gian dòng điện chạy qua Q  I Rt 7.2 Công công suất dịng điện - Cơng củ dịng iện sinh r tr n o n m ch MN AMN  qU MN AMN  U MN It hay - Cơng suất củ dịng iện tr n o n m ch MN là: PMN  Trong hệ SI, AMN  U MN I t n vị o ông l J (jun), cơng suất W (ốt) 1kWh  3,6.106 J - N u o n m ch MN trở PMN  U MN I  I RMN - N u U MN  RMN o n m ch MN chứa máy thu từ ịnh luật Ohm tổng quát suy U MN    Ir công suất tiêu thụ máy thu là: P   I  I 2r  ợc gọi suất phản iện máy thu - Đối với m ch kín: P  UI  I 2r 7.3 Công suất hiệu suất nguồn điện Công suất nguồn iện là: 371 Pn   I Hiệu suất nguồn là: H Pci  I  I 2r R   Ptp I Rr M t số phƣơng pháp ph n giải mạch điện 8.1 Phƣơng pháp biến đổi điện trở iện trở iện trở t - Thay th - Bi n ổi s m ch phức t p th nh s ng t ồm ht ng với chúng ng ng n giản h n - Áp dụng ịnh luật Ohm 8.2 Phƣơng pháp dòng ện phân nhánh - Áp dụng qui tắc Kirchhoff cho nút cho m ch kín 11.10 C U HỎI L THUYẾT VÀ BÀI TẬP Câu hỏi lý thuyết 1) Ðịnh nghĩ v dòng iện Ði u kiện 2) Ðịnh nghĩ v 3) N u t i u thứ ủ v ó dịng iện Chi u qui t mật ộ dòng iện, ủ dòng iện? ờng ộ dòng iện? dụng ủ dòng iện? 4) Ðịnh luật Ohm ho o n m h ồng hất Ðộ dẫn iện, iện trở Sự phụ thuộ ủ iện trở v o nhiệt ộ? 5) Ðịnh luật Ohm d ng vi ph n Ðịnh luật Ohm d ng tổng qu t ho o n m h ó nguồn v m y ph t Ðịnh luật Ohm ho m h k n? 6) Ðịnh luật Joule-Lenz d ng th ờng v d ng vi ph n Công Ứng dụng ủ ông suất ủ ịnh luật Joule-Lenzt? 7) Ðịnh luật Kir hhoff ho m h ph n nh nh ( Nút m ng v Mắt m ng Ph giải o n m h ng ph p i tập ho m h ph n nh nh? 372 Bài tập Bài tập 1: Một dịng iện khơng dổi ó ờng ộ I = 4,8 A ch y qua dây kim lo i, ti t diện thẳng 1cm2 Tính: a) Số electron qua ti t diện thẳng dây 1s b) Vận tốc trung bình chuy n ộng ịnh h ớng electron Cho bi t mật electron tự 3.10 20 ĐS: a) n  3.1019 electron / s b) v  105 (m / s) Bài tập 2: Cho m h iện nh hình vẽ Bi t E1 =8V, r1 = 0,5  , E3 =5V, r2 =  , R1 = 1,5 , R2 = , R3 = N Mắc vào hai i m A, B nguồn iện E2 ó iện trở khơng ng k dịng I2 qua E2 có chi u từ n A ó ộ lớn I2 = 1A Tính E2 cự d ng E2 R1 R2 E1,r1 ợc mắ v o i m nào? ĐS: E2 =  V Vì E2 < nên cực dương mắc với B Bài tập 3: Hình n l s m h R3 I2 I1 iện gồm E2,r2 A B M I3 y u tố sau: 1  2,1(V );   6,3(V ); R1  1,7(); R2  3,5() ) Hãy tìm ờng ộ dịng iện o n m ch b) Tính hiệu iện th giữ h i i m a b  i1  0,82( A)  ĐS: a) i2  0,4( A) i  0,42( A) 3 Bài tập 4: Đ mắ b b) U  4,9(V ) ờng dây tải iện từ ị i m n ị i m B, ta cần 1000 kg dây dẫn Muốn th y d y ồng dây nhôm mà ảm bảo chất l ợng truy n iện, phải dung kg dây nhôm? Cho bi t khối l ợng riêng củ ồng nhôm lần l ợt cu  8900kg / m3 ;  Al  2700kg / m3 ĐS: mAl  493,65kg 373 Bài tập 5: Tố ộ chuy n ộng ó h ớng ion Na + Cl- n ớc có th tính theo cơng thứ v = µE, ó E l ờng ộ iện tr ờng, µ l ộ linh ộng có giá trị lần l ợt 4,5.10-8 m2/V.s 6,8.10 -8 m2/V.s T nh iện trở suất dung dịch NaCl nồng ộ 0,1 mol/l Ch toàn phân tử N Cl u bị phân li thành ion ĐS:   0,918.m Bài tập 6: ) Ước tính thời gian tự trung ình ồng 200C với giải thi t có dịng electron tự tính nguyên tử ồng b) Giả thi t tố quãng ộ trung bình electron tự vào cỡ 10 6m/s, tính ờng tự trung ình ồng ĐS: a)   2,51.1014 s Bài tập 7: b)   108 m òng iện cự i cho phép dây dẫn ồng cỡ 12 có bán kính = 1,03 mm, = 3,31.10 -6 m2, mắc m h iện gi ình l 20 ) T nh iện trở dây dẫn ồng cỡ 12 có chi u dài l = 1m b) Tính hiệu iện th ĐS: a) R  5,05.103  ặt l n o n dây dẫn ó ờng ộ dịng iện 20A b) U = 0,1V 374 TÀI LIỆU TH M KHẢO [1] L ng uy n ình, Giáo trình vật l đại cương – tập 1,2,3 Nhà xuất giáo dục, 2008 [2] H llid y hủ i n, C sở Vật l ( s h dị h) , Nh xuất giáo dục, 2008 [3] Gi o trình vật l i ng 1, tr ờng Đ i họ Cơng Nghiệp TP.HCM [4] Gi o trình Vật l i ng 1, tr ờng Đ i họ Đ Nẵng [5] Ngô Nhật Ảnh, Tr ng Trọng Tuấn Mỹ, Bài tập trường điện từ, Nhà xuất Đ i học quốc gia TP.HCM, 2008 [6] Tơn Tích Ái, Bài tập điện từ, Nhà xuất Đ i học Quốc gia Hà Nội, 2009 [7] Nguyễn Thị Bé Bảy, Nguyễn ng Hùng, Bài tập vật l đại cương – nhiệt – điện –từ) Nhà xuất Đ i học Quốc gia TP.HCM, 2011 [8] L ng uy n ình, Nguyễn Hữu Hồ, L Văn Nghĩ v Nguyễn Quang Sính, Bài tập vật lý đại cương, tập điện – dao động – sóng) Nhà xuất giáo dục, 2010 [9] L ng uy n ình, Nguyễn Quang Hậu, Giải tập toán sở vật lý, Nhà xuất Giáo dục, 2007 [10] Nguyễn Quang Hậu, Bài tập vật l đại cương Điện học Điện từ học, Nhà xuất Đ i học quốc gia Hà Nội, 2008 [11] Trần Ngọc Hợi, Ph m Văn Thi u, Vật l đại cương nguyên l ứng dụng, Nhà xuất Đ i học Quốc gai Hà Nội, 2009 [12] V Th nh Khi t, Điện Từ, Nhà xuất Giáo dục, 2008 [13] Nguyễn Thành Vấn, Vật l đại cương Điện – Từ - Quang), Tủ s h tr ờng Đ i học Khoa học Tự nhiên TP.HCM, 2009 375 [14] Nguyễn Thành Vấn, Bài tập vật l đại cương Điện – Từ - Quang), Tủ s h tr ờng Đ i học Khoa học Tự nhiên TPHCM, 2009 [15] Yung-Kuolim, Bài tập lời giải Điện từ học, Nhà xuất Giáo dục, 2008 [16] Trần Quố H , Gi o trình thi n văn i ng, ĐH S Ph m tp.HCM( online) 376 ... chất l u ị vật chi m chỗ (chính th tích vật, tr ờng hợp vật bị nhúng chìm); g gia tốc trọng tr ờng Bất k vật nhúng chất lưu bị chất lưu đẩy lên lực với trọng lượng phần chất lưu bị vật chiếm chỗ”... Nguyên lý I khẳng ịnh nhiệt có th truy n từ vật sang vật kh , nh ng khơng nói rõ từ vật nóng sang vật l nh hay từ vật l nh sang vật nóng Trên thực t , nhiệt có th tự truy n từ vật nóng sang vật. .. NỘI DUNG Các khái niệ đại lƣợng chất lƣu 1.1 Chất lưu Chất lưu chất có th “chảy” được, bao gồm chất lỏng chất khí Chất lưu khơng có hình dạng định Khi chuy n động, chất lỏng phân thành lớp, lớp